[發明專利]一種高溫鐵電體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710281982.X
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107337700B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 張偉雄;許偉劍;陳劭力
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C07F19/00
• 分類號: C07F19/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種高溫鐵電體及其制備方法。其組成通式為[(CH₃)₃NOH]₂[M⁺N³⁺(CN)₆]，其中M為堿金屬元素，N為過渡金屬元素。本發明的高溫鐵電體，合成簡便，可以大量制備；所得到的高溫鐵電體熱穩定性好且相變溫度高；分解溫度可高達230℃，相變溫度可高達137℃；因此可在較大溫度范圍內進行使用。本發明的高溫鐵電體具有較大的極化強度，在單晶體測試中，電場頻率為1Hz時，其飽和極化強度達到0.75uC/cm²。

技術領域

本發明屬于鐵電材料領域，具體涉及一種新型高溫鐵電體及其制備方法。

背景技術

鐵電體是指一類電介質晶體，其晶體結構使正負電荷中心不重合而出現電偶極矩，具有不等于零的電極化強度，即晶體可發生自發極化；而且其極化方向可以被外電場翻轉。在交變電場作用下，鐵電體的極化強度P隨外電場呈非線性變化，表現為電場E的雙值函數，呈現出滯后現象，與鐵磁體的磁滯回線形狀類似，這個P-E回線稱為電滯回線。鐵電體在許多領域有廣泛應用，例如：利用鐵電疇的可反轉特征以及去除外電場后的剩余自發極化可制作信息存儲器；鐵電體具有電光效應，其電光顯示基于極化反轉，響應速度比普通絲狀液晶快幾個數量級，可用于圖象顯示；鐵電體具有非線性光學性質，可制作光學倍頻器件、參量振蕩、相共軛器件；鐵電體同時還具有壓電效應和熱釋電效應，在壓電傳感器、換能器、非致冷紅外焦平面陣列等都具有具體應用。

現有商業化的鐵電體主要是無機鐵電體，比如PZT(Pb(Zr_1-xTi_x)O₃)，但其制備工藝復雜，燒結溫度高達600-900℃，能耗高，并且制備過程中有劇毒物PbO揮發，廢棄物回收困難，危害環境。相比之下，分子鐵電體具有質量輕、不需要高溫合成、以及具有柔性等優點，是當前新型鐵電體的重要發展方向。不過，目前已有的分子鐵電體大部分都存在相變溫度比室溫低的情況，意味著在室溫條件下無法呈現鐵電性質，需要額外冷卻到室溫以下的低溫相才具有鐵電性。因此，相變溫度高于室溫的新型分子鐵電體有重要的應用價值，研究設計這類高溫分子鐵電體具有積極意義。

在本發明中，我們提供了基于金屬有機雜化化合物的一類新型分子高溫鐵電體，其相變溫度大大高于室溫，并且合成過程簡單，具有良好的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型高溫鐵電體及其制備方法，并結識了這類新材料的鐵電性質。

本發明所采取的技術方案是：

一種高溫鐵電體，其組成通式為[(CH₃)₃NOH]₂[M⁺N³⁺(CN)₆]，具體包括三類組分：

(1)有機陽離子：三甲基羥基銨離子(CH₃)₃NOH⁺；

(2)無機陰離子：氰根CN^-；

(3)兩類金屬離子。

其中M為堿金屬元素，N為過渡金屬元素。

優選的，M為Li、Na、K、Rb、Cs中的一種元素。

優選的，M為K元素。

優選的，N為Co、Fe、Cr中的一種元素。

優選的，M為Co元素或Fe元素。